Устойчивости генераторов

Введение конденсаторов улучшило режим напряжения при нормальной работе, но существенно ухудшило условия устойчивости двигателей.

Длительные медленные понижения напряжения в распределительных и питающих сетях приводят к ряду явлений, с которыми приходится считаться при анализе переходных процессов в системах электроснабжения. Так, понижение напряжения от [/о до Ui ведет к снижению запаса статической устойчивости двигателей.

женин напряжения точка, характеризующая режим, перейдет на спадающую часть характеристики (участок а3а^; двигатель будет тормозиться, ток и реактивная мощность ( 11.13,6) будут резко расти, а затем двигатель остановится — «опрокинется» (точка аа). При неизменном напряжении, равном критическому, процесс остановки идет так, как это показано на 11.13, б, в. Обычно двигатели, подключенные к шинам напряжения, независящего от их режима, работают с весьма большим запасом устойчивости. Их рабочее скольжение значительно меньше критического, а максимальный вращающий момент много больше рабочего (1,54-1,7 М0). В этих условиях отклонения напряжения на шинах единичного двигателя не опасны с точки зрения устойчивости двигателей и только очень большие снижения напряжения на их шинах (порядка 20—30%) приводят к опрокидыванию. При питании группы двигателей от источника соизмеримой мощности в результате лавины напряжения может произойти опрокидывание и при малых (2—3% ) отклонениях напряжения.

Изложенное здесь в равной мере относится к устойчивости двигателей как постоянного, так и переменного^ тока, а также любых видов двигателей.

Изложенное здесь в равной мере относится к устойчивости двигателей как. постоянного, так и переменного тока, а также любых видов двигателей.-

Длительные медленные понижения напряжения в распределительных и питающих сетях приводят к ряду явлений, с которыми приходится считаться при анализе переходных процессоз в системах электроснабжения. Так, понижение напряжения от Uo до Ui ведет к снижению запаса статической устойчивости двигателей.

ничного двигателя не опасны с точки зрения устойчивости двигателей и только очень большие снижения напряжения на их шинах (порядка 20—30%) приводят к опрокидыванию. При питании группы двигателей от источника соизмеримой мощности в результате лавины напряжения может произойти опрокидывание и при малых (2—3%) отклонениях напряжения.

2) определение устойчивости двигателей при толчкообразных нагрузках, работающих с переменным моментом. Так возникает специальная задача проверки устойчивости синхронных или асинхронных двигателей, приводящих в действие прокатные станы или аналогичные установки. Все эти задачи требуют рассмотрения больших возмущений режима или динамических явлений.

Исследованиями установлено, что критическое время полного перерыва электроснабжения, при котором еще может быть обеспечена динамическая устойчивость синхронных двигателей привода насосных агрегатов, составляет 0,15-0,20 с. Рассмотрим причины, приводящие к нарушению динамической устойчивости двигателей при кратковременных снижениях напряжения и перерывах электроснабжения.

Типовая схема электроснабжения НПС (см. 11.14) содержит, как правило, два условно независимых источника питания (шины / и 10), каждый из которых питает «свою» (соответственно 6 и 8) секцию шин 6 (10) кВ, с подключенными двигателями. Секции связаны между собой отключенным секционным выключателем 7, на котором обычно осуществляется автоматический ввод резерва двустороннего действия. Характерными возмущениями, создающими предпосылки нарушения динамической устойчивости двигателей, являются короткие замыкания. При коротких замыканиях в точках К-1 и К-5 продолжительность снижения напряжения на секции 6 равна продолжительности коротких замыканий, определяемой временем срабатывания соответствующих релейных защит и выключателей. Современное оборудование и аппаратура позволяют отключать участок короткого замыкания за 0,15-0,20 с. В связи с

этим короткие замыкания в точках К-1 и К-5 не должны служить причиной нарушения динамической устойчивости двигателей, питающихся от секции 6.

При синхронной работе машины ЛЛ1 = 0. Появление по любой причине положительного или отрицательного избыточного момента влечет за собой соответственно ускорение или торможение ротора машины, возникновение скольжения ротора и изменение угла 8. Анализ динамической устойчивости генераторов удобно производить, пользуясь так называемым правилом площадей, При качаниях ротора во время перехода от одного устойчивого состояния к другому, вызванных возмущением в системе, должно выполняться условие:

устойчивости генераторов (особенно турбогенераторов, имеющих значительный асинхронный момент и жесткую асинхронную характеристику) при наличии эффективных регуляторов скорост!- и устройств АРВ. 116

Все записанные выше критерии не исчерпывают вопроса о качестве переходного процесса электроэнергетической системы в целом. Для этого нужно оценить не столько поведение того ее элемента, в котором происходит переходный процесс, сколько влияние данного элемента на режим всей системы. Так, безусловно, нужно потребовать, чтобы во время «хорошего» переходного процесса в системе напряжение u(t) не могло понижаться до величин, опасных с точки зрения устойчивости генераторов и двигателей всей системы. Но отклонение напряжения во время переходного процесса нельзя оценить только мгновенным изменением его абсолютной величины. Существенно здесь, какое время существовало это отклонение. Поэтому часто оценку проводят, определяя среднеквадратичное отклонение относительно того напряжения, которое для данной части системы является оптимальным:

Для обеспечения самозапуска электродвигателей и сохранения устойчивости генераторов время действия АПВ должно быть минимальным. В зависимости от схем электроснабжения и коммутационной аппаратуры выдержка времени при действии АПВ принимается различной. Выдержка времени необходима для того, чтобы выключатель мог возвратиться в исходное положение, и для того, чтобы среда в месте короткого замыкания успела деионизироваться. Практически в сети с напряжением до 35 кВ выдержка АПВ принимается равной 0,2—0,5 с. Собственное время отключения у выключателей иногда больше времени деионизации (например, в сетях напряжением 6—10 кВ время деионнзации составляет 0,07—0,09 с, а собственное время выключателей — 0,25—0,3 с.). Поэтому в сетях напряжением 6—10 кВ обычно допустимо АПВ без дополнительной выдержки времени.

Преимуществом блочной! схемы является то, что вопросы динамической устойчивости в случае использования ее значительно облегчаются. Короткое замыкание в наиболее тяжелой точке, т. е. у шин передающей станции (в начале линии одного блока), совершенно не буде? чувствоваться вторым блоком передающей станции, и, следовательно, никаких специальных мероприятий для сохранения динамической устойчивости этого блока в э(том случае применять не надо. Генераторы же первого блока все равно отключаются1, и, следовательно, вопроса об их динамической устойчивости также не возникает. В случае коротких замыканий у шин приемной системы условия динамической устойчивости генераторов второго блока оказываются более легкими. Однако улуч.ление динамической устойчивости достигается потерей части генераторов на передающей станции. Применение блочной схемы встречает также определенные трудности и в связи с грисоединением независимых блочных линий к приемной системе, i

При синхронной работе машины AAf = 0. Появление по любой причине положительного или отрицательного избыточного момента влечет за собой соответственно ускорение или торможение ротора машины, возникновение скольжения ротора и изменение угла 8. Простейший анализ динамической устойчивости генераторов удобно производить, пользуясь так называемым правилом площадей. При качаниях ротора во время перехода от одного устойчивого состояния к другому, вызванных возмущением в энергосистеме, должно выполняться условие

счет изменения знакопеременного синхронного момента под действием АРВ. Опыт эксплуатации энергосистем подтвердил возможность сохранения в ряде случаев результирующей устойчивости генераторов (особенно турбогенераторов, имеющих значительный асинхронный момент и жесткую асинхронную характеристику) при наличии эффективных регуляторов скорости и устройств АРВ.

При синхронной работе машины АМ — 0. Появление по любой причине положительного или отрицательного избыточного момента влечет за собой соответственно ускорение или торможение ротора машины, возникновение скольжения ротора и изменение угла б. Простейший анализ динамической устойчивости генераторов удобно производить, пользуясь так называемым правилом площадей. При качаниях ротора во время перехода от одного устойчивого состояния к другому, вызванных возмущением в энергосистеме, должно выполняться условие

счет изменения знакопеременного синхронного момента под действием АРВ. Опыт эксплуатации энергосистем подтвердил возможность сохранения в ряде случаев результирующей устойчивости генераторов (особенно турбогенераторов, имеющих значительный асинхронный момент и жесткую асинхронную характеристику) при наличии эффективных регуляторов скорости и устройств АРВ.

торах и начинается аварийное расхолаживание АЭС. При трехфазных к. з. вблизи шин высокого напряжения и отказе быстродействующей защиты может произойти нарушение устойчивости генераторов близлежащей станции с их последующей аварийной разгрузкой. При этом возможно разделение системы на несинхронно работающие части, при котором желательно сохранение реактора в работе. Поэтому такое построение схемы питания с. н., когда короткое замыкание в системе может привести к аварийному отключению реактора, неблагоприятно и для реактора, и для энергосистемы .

Поэтому записанные выше критерии не отвечают на вопрос о качестве переходного процесса электроэнергетической системы в целом. Для этого нужно оценить не столько поведение того ее элемента, в котором происходит переходный процесс, сколько влияние данного элемента на режим всей системы. Так, безусловно, нужно потребовать, чтобы во время «хорошего» переходного процесса в системе напряжение u(t) не могло понижаться до значений, опасных с точки зрения устойчивости генераторов и двигателей системы. Но отклонение напряжения во время переходного процесса нельзя оценить только мгновенным изменением его абсолютного значения. Важно, какое время существовало это отклонение. Поэтому часто оценку проводят, определяя среднеквадратичное откло-